31Мар

Как работает система зажигания автомобиля: Система зажигания автомобиля: устройство и схемы

Содержание

Как появилась система зажигания автомобиля?

От чего заводится автомобиль и как к этому пришли

Благодаря системе внутреннего сгорания двигателя автомобиль везет пассажиров из пункта А в пункт Б. Разберемся, что "зажигает огонь" в двигателе, заставляя работать как часы.

Коротко о том, как работает двигатель внутреннего сгорания

Сердце автомобиля — двигатель внутреннего сгорания. В двигателе стоят поршни, которые двигаются по цилиндру вверх и вниз. Двигаясь вверх и вниз, поршни вращают коленчатый вал, который передает силу кручения на колеса. Раскрученные колеса двигают автомобиль. Подробнее, о том, как работает двигатель внутреннего сгорания, читайте тут.

За счет чего вращаются поршни?

Чтобы двигатель внутреннего сгорания начал работать, в цилиндре, где работают поршни двигателя, происходит детонация за счет микровзрыва воздушно-топливной смеси. За счет детонации поршни двигаются вверх-вниз. С разными видами топлива — дизель или бензин — детонация происходит по-разному.

В дизельном двигателе, при опускании поршня в цилиндр всасывается воздух - "вдыхание воздуха цилиндром" - затем поршень поднимается, сжимая воздух, чем нагревает его до 700-800 С. На пике поднятия поршня в цилиндр запускается дизельное топливо, которое тут же нагревается и выпускает пары, которые от температуры детонируют и опускают поршень вниз. Так энергия, созданная взрывом, превращается в механическую энергию, которая передается через движение поршня на колеса машины.

В бензиновом двигателе воспламенение и детонация происходят не от нагнетания воздуха, а от искры, создаваемой свечей зажигания. В цилиндр поступает смесь воздуха и бензина, которая при подъеме поршня воспламеняется искрой свечи и происходит детонация опускающая поршень вниз.

Перейдем к истории и разберемся, как возникла система зажигания и какие изменения пережила

Первые двигатели внутреннего сгорания, которые появились более столетия тому назад, использовали для воспламенения воздушно-топливной смеси раскаленную калильную головку. Смесь топлива с воздухом воспламенялась в конце такта сжатия от раскалённой калильной головки, которая стояла над цилиндром. Перед запуском калильная головка разогревалась древесными углями в корзинке прикрепленной к двигателю или паяльной лампой. Далее температура калильной головки поддерживалась сгоранием топлива при работе двигателя.

Пока поршень проходил цикл вращения сверху вниз, после детонации, камера была заполнена отработанными газами, из-за чего смесь не воспламенялась. Но как только поршень поднимался наверх до «мертвой точки», в цилиндр запускался обогащенный кислородом воздух и смесь воспламенялась от нагретой калильной головки.

Недостатки такой системы были в:
  • низком КПД из-за низкой степени сжатия и плохой продувки свежим воздухом;
  • нестабильности температуры калильной головки — при малой нагрузке, или холостых оборотах температура калильной головки падала и качество детонации ухудшалось, а при высоких нагрузках головка перегревалась, что снижало мощность и истощало ресурс работы двигателя;
  • перед запуском калильную головку требовалось разогревать 10-15 минут.

Особенности индукторной (англ. Magneto) и батарейной системы зажигания

Инженеры начали усовершенствовать систему зажигания — так вместо калийной головки появилась электрическая искра. Основными источниками возникновения искры стали индукторная и батарейная системы зажигания. По способу получения искры батарейное зажигание принципиально не отличается от индукторного.

Индукторное зажигание

Индуктор — это пассивный электрический компонент, состоящий из катушки проволоки обмотанной вокруг куска железа. Индуктор нужен, чтобы посредствам создания магнитного поля, задерживать ток в цепи и накапливать энергию в создаваемом в результате прохождения тока через индукционную катушку, магнитном поле.

Уже к 1902 году Бош изобрел индуктор со встроенными катушками, контактным выключателем и высоковольтными свечами.

В индуктивном зажигании искра создается посредством накопления тока в индукционной катушке. Ток в катушке накапливается, подача тока прерывается и катушка резко отдает накопленную энергию, в результате создавая искру воспламеняющую смесь в цилиндре двигателя.

Катушка зажигания

Катушка состоит из магнитопровода или мягкого провода, или листа, и двух электрических обмоток, называемых первичной и вторичной обмотками. Первичная обмотка имеет обычно 200-300 витков, ее конец соединен с внешним выводом. Вторичная обмотка имеет почти 21000 витков медного провода, который изолирован, чтобы выдерживать высокое напряжение. Он расположен внутри первичной обмотки, и один его конец соединен со свечой, а другой конец заземлен либо на первичной обмотке, либо на металлическом корпусе. Весь этот блок заключен в металлический контейнер, что делает его компактным.

Катушка — основная часть системы зажигания от аккумулятора. Целью катушки зажигания в повышении напряжения аккумулятора (6 или 12 Ватт) до высокого напряжения, которого достаточно для создания искры свечой.

Катушка зажигания приводится в действие непосредственно от источника 12 вольт. Когда катушка подключена к аккумулятору, индуктор «заряжается» током. Чтобы создать магнитное поле току требуется несколько миллисекунд — это из-за обратного напряжения, вызванного увеличением магнитного поля. За короткий период зарядки на высоковольтной клемме образуется тысяча вольт, что недостаточно для образования искры.

Сама искра возникает, когда размыкаются контакты выключателя.

Резкое изменение тока вызовет скачок высокого напряжения на катушке. Изменение тока происходит на первичной обмотке, но поскольку первичная и вторичная обмотки имеют большую взаимную индуктивность, вы получите скачок порядка 100 или более вольт на первичной, и 10000 вольт на вторичном. Даже скачок на первичной катушке проволоки может немного тряхануть вас, если вы держите провода при отключении питания.

В двигателе с четырьмя или более цилиндрами высоковольтный вывод катушки соединен с распределителем — высоковольтный вращающийся переключатель-«бегунок», для выбора, к какой из искр подключить катушку. Это намного дешевле, чем иметь одну катушку зажигания для каждого цилиндра. Существуют двухискровые катушки подающие искру на два цилиндра, где каждый конец катушки зажигает две свечи одновременно. Это экономит ресурс работы свечей, но снижает срок жизни катушки и может привести к взрыву глушителя, если водитель долго не может завести автомобиль и подолгу прокручивает стартер.

Магнето

Это основная часть системы зажигания индуктивного типа — источник энергии. Магнето — это небольшой электрический генератор, который вращается двигателем и способен генерировать очень высокое напряжение и не нуждается в батарее в качестве источника внешней энергии. Магнит содержит как первичную, так и вторичную обмотку, поэтому ему не нужна отдельная катушка для повышения напряжения, необходимого для работы свечи. Магнето бывает с вращающимся якорем и с вращающимся магнитом. В первом типе якорь вращается между неподвижным магнатом. Во втором типе якорь неподвижен, а магнаты вращаются вокруг якоря.

Ford использовал магнето для подачи искры - с 1909 по 1927 гг. Технология питания искры от магнето сохранилось до сих пор — например, в поршневых авиационных двигателях. Это те, которые стоят в самолетах с пропеллером. Магнето также ставят в двигателя маленького объема, чтобы не использовать громоздкий аккумулятор – переносные бензогенераторы, бензопилы, газонокосилки. Магнето запускается в них, когда вы дергаете за шнур раскручивающий магнето. Недостаток индукторной системы в зависимости от оборотов двигателя.

Работа системы зажигания магнето

Принцип работы магнитной системы такой же, как и у системы зажигания от батареи, за исключением того, что в магнитной системе Магнето используется для выработки энергии, вместо батареи. Схема четырехцилиндровой магнитной системы зажигания следующая.

МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ
  1. Сначала при запуске двигателя или при вращении двигателя вращается магнит, который генерирует очень высокое напряжение;
  2. Конденсатор зажигания подключен параллельно с контактным прерывателем. Один конец обмотки магнитопровода также заземлен через прерыватель контакта;
  3. Кулачок регулирует размыкатель контакта. Везде, где выключатель разомкнут, ток течет в конденсатор заряжая его;
  4. Когда конденсатор становится зарядным устройством, первичный ток падает, а магнитное поле разрушается. Это вызовет высокое напряжение в конденсаторе;
  5. Теперь эта высоковольтная электродвижущая сила пробивает искру на свече зажигания через распределитель.

Поскольку частота вращения двигателя при запуске низкая, ток, генерируемый магнитом, довольно мал. По мере увеличения частоты вращения двигателя поток тока также увеличивается. Так, с магнитной системой зажигания всегда есть проблема запуска двигателя, а иногда нужна и отдельная батарея. Эта система лучше всего подходит для высокооборотистых двигателей, поэтому она ставиться в гоночных автомобилях, авиационных двигателях и т.д.

В "классике" индуктивное зажигание, где источник питания магнето, запускается вручную — когда дергаешь бензопилу или заводишь машину вручную крутя "кривой" ключ.

Преимущества:
  1. Эта система более надежна на средних и высоких скоростях;
  2. Аккумуляторная батарея не нужна;
  3. Требует реже технического обслуживания.
Недостатки:
  1. Проблемы с запуском из-за низкой скорости вращения при запуске;
  2. Дороже по сравнению с системой зажигания аккумулятора;
  3. Существует вероятность пропуска зажигания из-за утечки, потому что проводка несет высокое напряжение.

Батарейное зажигание

В 1910 году Кеттеринг представил миру альтернативу в виде батарейного зажигания.

Система имеет 6- или 12-вольтовую батарею, заряжаемую генератором с приводом от двигателя для подачи электроэнергии; катушку для увеличения напряжения; устройство для прерывания тока от катушки; распределитель для подачи тока в правильный цилиндр; свечу, в каждом цилиндре. Ток идет от батареи через первичную обмотку катушки, через прерыватель и обратно к батарее.

Батарея — источник энергии для зажигания, работающий в качестве накопителя энергии, получаемой от генератора, приводимого в движение двигателем. Он преобразует механическую энергию в электрическую энергию. В системе искрового зажигания используют аккумуляторы двух типов: свинцово-кислотные и щелочные. Первый в легком транспорте, в электропогрузчиках, а другой - в тяжелом коммерческом транспорте, в оборудовании локомотивов и вагонов для пассажиров. Аккумулятор соединён с первичной стороной катушки зажигания.

Как заводится автомобиль?

Итак, еще раз. Аккумулятор содержит заряд. Он подает ток на первичную катушку. Катушка создает магнитное поле, за счет чего во вторичной катушке образовывается мощный заряд. Прерыватель обрывает цепь, и скопившаяся энергия на катушке пробивает искру в свече через провод высокого напряжения созданной электродвижущей силой (ЭДУ). Свеча воспламеняет смесь воздуха и топлива в цилиндре, поршни начинают вращаться, двигатель работает. За счет механической энергии вырабатываемой двигателем, вращается генератор вырабатывающий за счет движения ток. Ток заряжает аккумулятор, чтобы завести машину в очередной раз и питает вторичные системы машины типа фар, мультимедиа, обогревателя.

Преимущества:
  1. Во время запуска машины или при низкой скорости доступна хорошая искра;
  2. Батарея, кроме генерации искры, питает фары, мультимедиа, кондиционер и т.д.;
  3. Низкие затраты на техническое обслуживание.
Недостатки:
  1. Контактный прерыватель подвергается как электрическому, так и механическому износу (быстрое окисление (подгорание) и износ контактов), что снижает интервал технического обслуживания;
  2. При очень высокой частоте вращения двигателя производительность снижается из-за влияния инерции движущихся частей системы;
  3. Занимает больше места.
Разница между системой зажигания аккумуляторной батареи и системой магнитного зажигания:

 

 

S. No.

Система зажигания батареи

Система магнитного зажигания

1.

В этом типе системы
необходима батарея

В этом типе системы аккумулятор не нужен. Тут свой собственный электрический генератор

2.

Не заведешься, если батарея разряжена. Что делать, читайте здесь

Нет такой проблемы, потому что батарея не используется

3.

Требует большего ухода из-за батареи

Требуется меньше ухода

4.

В системе зажигания аккумулятора ток для первичной цепи получается от аккумулятора

В системе магнитного зажигания необходимый электрический ток генерируется магнитом, который является электрическим генератором

5.

Сила искры не зависит от скорости двигателя, так как ток
подается от батареи

Сила искры зависит от скорости двигателя из-за магнето

6.

Хорошая искра доступна на низкой скорости

Во время запуска или на низкой скорости качество искры низкое

7.

Эффективность системы уменьшается с уменьшением интенсивности искры при увеличении частоты вращения двигателя

Эффективность системы повышается при увеличении частоты вращения двигателя из-за высокой интенсивности искры

8.

Аккумуляторная система занимает больше места

По сравнению с аккумуляторной системой, магнитная система зажигания требует меньше места

9.

Обычно стоит в автомобилях и легких коммерческом транспорте

В основном стоит в гоночных автомобилях, двухколесном транспорте, бензопилах, лодочных двигателях

Электронное зажигание

Высокие обороты двигателя нуждаются в мощной искре, а при большей нагрузке на двигатель и низких оборотах подача искры должна снижаться. Отсюда выходит, что уровень подачи искры нуждается в регулировании. К 1930-м гг. появились новые достижения в сфере зажигания — автоматические центробежные регуляторы, которые регулировали обороты двигателя, и вакуумные регуляторы, отвечающие за нагрузку на двигатель.

Электроника не торопилась вторгаться в систему зажигания автомобилей. Компания DELCO (Dayton Engineering Laboratories Company) предложила автоматическое зажигание еще в 1948 году. В 1955 году Lucas Industries представил миру контактно — транзисторное зажигание (КТСЗ). Мало-помалу, автопроизводители начали предлагать контактно-транзисторные устройства зажигания, устанавливая их на дорогие комплектации автомобиля.

Система зажигания шагнула далеко вперед. Сейчас, датчики Холла распознают частоту вращения коленчатого вала. Другие датчики определяют соотношение воздуха к топливу и обороты двигателя — два основных элемента зажигания. Сенсорные датчики детонации прислушиваются к зарождению взрыва, их сигналы синхронизируют работу цилиндров и появление искр зажигания.

Мы подошли к описанию электронного зажигания или безконтактного

Электронная система зажигания точнее рассчитывает время зажигания, чем механическая система. Она запрограммирована для точной синхронизации зажигания на всех рабочих скоростях, от холостого хода до полной мощности. Каждый раз это обеспечивает легкий запуск и оптимальную топливную эффективность, за счет автоматического ограничения максимальных оборотов двигателя.

В электронном зажигании нет прерывателя. Система работает на основе разряда конденсатора. Отличия в том, что в обычном зажигании конденсатор, запитанный параллельно прерывателю, уменьшает искрение, а при электронном оно выверенное.

Плюс электронного зажигания в том, что искра получается мощнее, ее сила регулируется электронным блоком управления, который руководствуется температурой воздуха, двигателя, оборотами двигателя. Смесь в цилиндре сгорает эффективнее, топливо расходуется экономнее.

Сейчас функция зажигания в автомобиле полностью возложена на систему электронного блока управления (ЭБУ) двигателем.

В системе управления двигателем (EMS) электроника управляет подачей топлива, моментом зажигания и порядком запуска. Основными контролируемыми моментами в системе являются угол наклона двигателя (положение кривошипа или положение верхней мертвой точки (ВМТ)), поток воздуха в двигатель и положение дроссельной заслонки. Схема определяет, для какого цилиндра нужно топливо и сколько, открывает необходимый инжектор для его доставки, а затем в нужный момент зажигает искру. В системах EMS для достижения этого используются схемы аналоговых компьютерных схем.

Некоторые конструкции, использующие EMS, сохраняют оригинальную катушку, распределитель и свечи зажигания, которые встречались в автомобилях 20-30-х годов. Другие системы обходятся без распределителя и катушки и используют специальные свечи, каждая из которых содержит собственную катушку (прямое зажигание). Т.е. высокие напряжения не распределяются по всему двигателю, а вместо этого создаются в точке, в которой они необходимы. Такие конструкции более надежны, чем классические системы зажигания.

Современные EMS обычно следят и за другими параметрами двигателя: температура, количество несвязанного кислорода в выхлопе. Это позволяет им управлять двигателем, чтобы минимизировать не сгоревшее или частично сгоревшее топливо и другие вредные газы, что приводит к более чистый и более эффективной работе двигателя.

За что отвечает ЭБУ помимо управления системой запуска автомобиля:
  • контролирует и оптимизирует количества воздуха и топлива, поступающих в двигатель;
  • контролирует и оптимизирует уровень выхлопных газов;
  • учитывает температуру двигателя при холодном запуске и другие условия эксплуатации:
  • контролирует плавность переключения передач;
  • взаимодействует с рулем, тормозной системой и автомобильной подвеской в силу работы электронного контроля устойчивости автомобиля.

Базовые основы аккумуляторного зажигания сохранили до сих пор. Однако теперь, каждая свеча часто имеет свою, плотно прилегающую к ней катушку, что делает работу свечи эффективней и долговечней за счет минимизации высоковольтных путей.

Будущие идеи в совершенствовании системы зажигания автомобиля

Сейчас разрабатывается идея, где детонация будет происходить не от искры, а от луча лазера. Потенциал этой идеи состоит в том, что снизится, габариты воспламенителя и повысится эффективность искрового разряда и надежность зажигания.

Если у вас остались вопросы по статье или увидели недочеты, оставляйте их в комментариях.

Классическая система зажигания

Автомобильная система зажигания рабочей смеси, получающая электропитание от аккумуляторной батареи, и включающая в себя одну токовую катушку высокого напряжения с механическим прерывателем-распределителем, является классической и до сих пор находит свое применение в автомобилях различных типов.

В конструкцию классической системы зажигания включены: низковольтный источник тока, в качестве которого используется аккумуляторная батарея, а также включатель (замок) зажигания, предназначенная для генерирования тока высокого напряжения катушка зажигания, имеющая первичную и вторичную обмотки для повышения поступающего от батареи тока напряжением 12 (24) В, прерыватель-распределитель тока, низковольтные и высоковольтные провода, конденсатор, свечи зажигания.

В электрической схеме классической системы зажигания предусмотрены низковольтная и высоковольтная электрические цепи. Питание цепи низкого напряжения осуществляется от источника тока (аккумуляторной батареи или генератора). В состав данной цепи, помимо источников тока, путем последовательного соединения включены замок зажигания, оснащенная дополнительным резистором первичная обмотка катушки зажигания, а также прерыватель. Цепь высокого напряжения образована вторичной обмоткой катушки зажигания, распределителем, проводами высокого напряжения и свечами зажигания.

В катушке зажигания ток высокого напряжения образовывается согласно принципу взаимной индукции. Когда замок зажигания включен, и контакты прерывателя сомкнуты, ток от АКБ либо генератора, поступая на первичную обмотку катушки зажигания, образует вокруг нее магнитное поле. Когда контакты прерывателя размыкаются, исчезает ток в первичной обмотке катушки зажигания, а вместе с ним исчезает и магнитный поток. Исчезающим магнитным потоком пересекаются витки как первичной, так и вторичной обмотки катушки зажигания. При этом в каждой из обмоток возникает определенная ЭДС. За счет того, что вторичная обмотка имеет большое количество витков, которые последовательно соединены между собой, суммарное напряжение на концах обмотки достигает значения 20...24 кВ.

Образованный во вторичной обмотке ток с напряжением до 24 кВ поступает по проводам к свечам зажигания и посредством распределителя тока между электродами свечей зажигания образует искровой разряд, необходимый для зажигания рабочей смеси.

Наличие конденсатора в электрической схеме классической системы зажигания является необходимым вследствие того, что ЭДС самоиндукции, возникающая при пересечении затухающим магнитным потоком витков первичной обмотки, повышает напряжение на ее концах от 200 В до 300 В, что замедляет процесс затухания магнитного поля и способствует появлению паразитного искрового разряда между контактами прерывателя тока. Предотвращение такой ситуации достигается только за счет включения в схему системы зажигания конденсатора, установленного параллельно контактам прерывателя тока.

Основное преимущество классической системы зажигания заключается в простоте реализации двойной функции механизма распределителя, обеспечивающей не только прерывание цепи постоянного тока с последующим генерированием тока высокого напряжения, но и последовательно синхронизированное распределение тока высокого напряжения с последовательной строго регламентированной его подачей к свечам зажигания в цилиндрах двигателя.

Система зажигания автомобиля – особенности устройства и ремонта CITY SERVICE автосервис в Тольятти автозаводский район. СТО городской Авто Сити Сервис

Описание и особенности работы системы зажигания автомобиля: разновидности, неполадки, важные нюансы ремонта. про систему зажигания.

  1. Предвестники зажигания
  2. Как работает система зажигания автомобиля
  3. Разновидности систем зажигания
  4. Основные неполадки системы зажигания
  5. Порядок ремонта системы зажигания
  6. про систему зажигания

«Из искры возгорится пламя». Этой крылатой фразой, вышедшей в своё время из-под пера поэта-декабриста Александра Одоевского, можно вкратце охарактеризовать принцип работы системы зажигания автомобиля. Саму искру продуцируют разряды в свечах, возникающие в определённые такты работы двигателя.

Сразу стоит отметить, что в дизельных моторах зажигание как таковое отсутствует – самовоспламенение горючей смеси там происходит во время её сжатия. А как функционирует СЗ в автомобилях, разъезжающих на бензине, об этом и пойдёт речь в обзоре.

Предвестники зажигания

В силовых установках, эксплуатировавшихся на заре автомобилестроения, таких как двигатель Даймлера или «полудизель», топливо на завершении этапа сжатия загоралось от раскалённой калильной головки, именуемой также калильной трубкой. Это устройство представляло собой отсек, соединённый с камерой сгорания.

Перед тем, как завести ретрокар, калильную головку следовало разогреть с помощью паяльной лампы, после чего этот прототип свечи зажигания обогревался за счёт тепла от воспламенения топлива при работе мотора. Такую конструкцию, выигрывающую простотой в сочетании с довольно небольшими габаритами, и сегодня можно встретить в различных авиационных, автомобильных и корабельных моделях.

Как работает система зажигания автомобиля

Однако по-настоящему на двигателях, потребляющих бензин, прижилась искровая СЗ, отличающаяся тем, что топливо при её работе воспламеняется с помощью разряда. Такого рода устройство представляет собой электроцепь, содержащую набор различных деталей, влияющих на работу всей силовой установки. К основным функциям системы зажигания относятся:

Автомобильные СЗ бывают разных видов, но принцип их работы остаётся похожим. Датчик положения коленчатого вала отмечает позицию этой детали в момент включения первого цилиндра, тем самым устанавливая порядок срабатывания свечей в агрегате. Далее к процессу подключается управляющий элемент, активирующий индукционную катушку, которая при поддержке АКБ передаёт распределителю высоковольтный импульс. Наконец, электроэнергия добирается до свечи зажигания, устраивающей воспламенение в определённом цилиндре.

Важно, что вся эта конструкция функционирует при условии, что зажигание включено. То есть, ключ «даёт добро».

Разновидности систем зажигания

Существующие СЗ обычно разделяют на две группы:

Они выполняют практически одинаковую работу: создание и транспортировка электроэнергии. Однако имеют отличия в методах управления током и доставки его к свечам зажигания, формирующим разряд. По способу накопления энергии СЗ подразделяются на:

Контактные системы зажигания

Их устройство относительно простое. Электроэнергия от АКБ передаётся на катушку, где образуется высоковольтный ток, перетекающий на механический распределитель. В цилиндры импульс поступает в соответствии с графиком их работы. Наконец, разряд добирается до нужной свечи зажигания.

Контактные СЗ могут быть разделены на две разновидности по способу добычи искры: батарейные и транзисторные. Первый вариант подразумевает, что в картере распределителя установлен механический прерыватель, разрывающий цепь для получения искры и замыкающий её для накопления энергии катушкой. В устройствах же второго типа вместо такого прерывателя установлен транзистор.

Системы с механическим прерывателем снабжаются дополнительным конденсатором, сглаживающим скачки напряжения, вероятные при замыкании или размыкании цепи. При этом меньше обгорают контакты прерывателя, за счёт чего СЗ служит дольше.

Зато устройства, использующие в качестве коммутатора один или несколько транзисторов по числу катушек, вообще не нуждаются в дополнительных конденсаторах. А всё потому, что в данном случае включение и выключение первичной обмотки индукционного элемента сопровождается низким напряжением.

Бесконтактные системы зажигания

У агрегатов такого типа вместо механического прерывателя устанавливаются разного рода датчики: индуктивный, оптический или Холла, работающие по бесконтактному методу. Они управляют транзисторным коммутатором.

Большинство современных машин оснащаются системами зажигания, в которых высоковольтный импульс генерируется и распределяется разными электронными элементами. Точностью определения момента поджигания топлива отличается микропроцессорная СЗ.

В бесконтактных системах применяются следующие индуктивные элементы:

  1. Одноискровые катушки, подключаемые к каждой свече персонально. Одним из преимуществ таких систем является возможность отключения конкретного цилиндра в случае поломки какой-нибудь катушки. Коммутаторы могут индивидуально взаимодействовать с каждой катушкой или же быть скомбинированы в группу. В некоторых автомобилях этот комплекс входит в состав электронного блока управления. Кабели высокого напряжения в подобных СЗ присутствуют.
  2. «Катушки на свечах», также обозначаемые как COP (Coil on Plug). Установка катушки над свечой зажигания позволяет системе обходиться без высоковольтных проводов.
  3. Двухискровые катушки DIS (Double Ignition System), способные взаимодействовать сразу с двумя свечами зажигания. Эти детали могут быть размещены над свечами или прямо на них, но в обоих случаях потребуется высоковольтный кабель.

Бесконтактным СЗ для нормальной работы требуются дополнительные датчики, которые фиксировали бы различные показатели, влияющие на угол опережения зажигания, а также частоту и силу импульса. Эти данные поступают в электронный блок управления, контролирующий работу системы согласно настройкам, установленным производителем.

СЗ электронного типа применимы как на инжекторных, так и на карбюраторных силовых установках, что является одним из их преимуществ перед контактными аналогами. Другой плюс – это более длительный период эксплуатации большинства деталей, входящих в электронную цепь системы.

Основные неполадки системы зажигания

Хотя электронная система зажигания и более надёжна по сравнению с устройством, которым оснащались классические ВАЗы, но и она порой ломается. Однако периодическая диагностика автомобиля поможет выявить неполадки в СЗ на ранних этапах и, как следствие, избежать дорогостоящего ремонта. Основные проблемы этого устройства связаны с выходом из строя следующих деталей электроцепи:

Хорошая новость состоит в том, что большинство неисправностей СЗ можно найти самостоятельно и устранить их путём замены сломавшегося элемента. Даже при визуальном осмотре устройства можно выявить некоторые неполадки в его работе. Например, повреждение изоляции высоковольтных проводов или образование нагара на контактах свечей.

Бывает, что умельцы используют для подобной диагностики самодельные устройства, позволяющие определить наличие искры или состояние катушки. Правда, самостоятельно установить точную неисправность последней проблематично. Наиболее же эффективная проверка системы выполняется с применением устройства, именуемого осциллографом.

Осциллограмма может продемонстрировать работу системы зажигания в динамике, что позволит выявить, например, межвитковое замыкание. При такой поломке время горения искры и её сила могут серьёзно снизиться. Среди других причин, приводящих к неисправностям СЗ, можно выделить следующие:

Также сбои в работе бесконтактной системы зажигания могут быть следствием ошибок в электронном блоке управления или неполадками какого-нибудь важного датчика. Поэтому хотя бы раз в год рекомендуется проводить полную диагностику всей СЗ с выявлением ошибок ЭБУ или регулировкой системы, если она контактного типа.

Кстати, иногда система зажигания не запускается по довольно простой причине — неисправен замок. Он может просто износиться со временем, выйти из строя по причине небрежной эксплуатации или в результате неудачной попытки угона.

Порядок ремонта системы зажигания

Стоит сразу отметить, что большинство деталей системы зажигания неремонтопригодны. Катушки, свечи, конденсаторы, датчики, провода высокого напряжения – в случае поломки всё это меняется на новое. О том, что в СЗ что-то не то, говорят следующие признаки:

Но нужно ли ждать, когда что-то сломается? Как и большинство автомобильных агрегатов, система зажигания требует планового ремонта. Периодичность этой процедуры связывается с пробегом:

Через 10 тыс. км проверяется прерыватель-распределитель. Его протирают, исследуют состояние диска и контактов, смазывают ось подвижного контакта. Через 20 тыс. км распределитель смазывают, используя маслёнку на его корпусе, проверяют контакты прерывателя и, если нужно, зачищают их. Также исследуют величину зазора между ними. Выворачивают свечи, очищают их, регулируют расстояние между электродами.

Через 30 тыс. км рекомендуется поставить новые свечи зажигания. Элементы СЗ тщательно протираются, проверяется надёжность креплений и состояние изоляции.

Заключение

Поскольку бесконтактные системы зажигания лишены подвижных деталей, поломки СЗ в современных автомобилях при их своевременной диагностике обнаруживаются реже, чем в старых машинах. Причём, некоторые внешние признаки неполадок в этом устройстве похожи на сигналы о неисправностях топливной системы. Потому, прежде чем браться за устранение предполагаемых неполадок с зажиганием, стоит обратить озаботиться состоянием других агрегатов транспортного средства.

про систему зажигания:


Диагностика и ремонт системы зажигания автомобиля

Если сравнить автомобиль с железным конём, то система зажигания — это составная часть пищеварения вашего зверя. Функция системы состоит в воспламенении воздушно-топливной смеси. Именно система зажигания ответственна за рабочий такт двигателя внутреннего сгорания. Если система выходит из строя, двигатель будет работать с перебоями, если будет работать вообще. Диагностика и ремонт системы зажигания автомобиля — это залог движения вашего железного друга.

Ремонт системы зажигания автомобиля

Неполадки системы зажигания

Как понять, что неисправна система зажигания?

Симптомы могут быть разные:

  • Двигатель не запускается.
  • Двигатель работает неустойчиво.
  • Двигатель останавливается на холостом ходу.
  • Двигатель не развивает полной мощности. 

О чём говорят неисправности работы?

О том, что одна или несколько деталей системы зажигания вышли из строя, и их требуется заменить.

Что может сломаться?

Наиболее частые проблемы системы зажигания:

  • неисправность катушек зажигания;
  • неисправность прерывателя-распределителя;
  • неисправность свечей зажигания.

Но что именно вышло из строя, самостоятельно определить не так-то легко. Лучше доверить диагностику и ремонт зажигания автомобиля квалифицированному автомеханику.

Что включает в себя ремонт системы зажигания?

Большинство деталей системы зажигания подлежит замене. Заменяют катушки зажигания, свечи зажигания, конденсаторы, датчики, провода высокого напряжения. Некоторые детали системы зажигания подлежат ремонту, а иногда требуется только их тонкая регулировка с помощью специальных приборов и приспособлений.

Нужно ли дожидаться поломки?

Как и большая часть систем автомобиля, система зажигания требует планового ремонта. Плановый ремонт системы зажигания автомобиля связывается с пробегом. Для системы зажигания плановый ремонт таков:

  • Через 10 000 км пробега следует проверить прерыватель-распределитель. Его протирают, проверяют диск и контакты, смазывают ось подвижного контакта.
  • Через 20 000 км пробега распределитель смазывают с помощью маслёнки на его корпусе, осматривают контакты прерывателя, и если есть необходимость, зачищают их. Проверяют величину зазора между контактами. Выворачивают свечи, очищают их, регулируют зазоры между их электродами.
  • Через 30 000 км свечи зажигания рекомендуется заменить новыми. Кроме того, нужно тщательно протереть каждый узел системы зажигания, проверить надёжность всех креплений и изоляции.

В качестве дополнения

Впрочем, иногда система зажигания не запускается по более простой причине — неисправен замок. Почему замок сломался? Может быть, он просто износился со временем, а иногда он ломается из-за неаккуратной эксплуатации, в том числе, в результате попытки угона. Надо сказать, что хороший автомеханик может починить не только «внутренности» вашего автомобиля. Специалисты техцентра производят и ремонт замка зажигания автомобиля — в том числе, и замену его с перекодировкой под ваши ключи.

По какой бы причине ваш железный конь ни забастовал, всё можно исправить. Главное — не запускать проблему и вовремя обратиться за помощью в техцентр.

Также не забывайте про периодическую диагностику тормозной системы, ведь игнорирование признаков износа неизбежно повлечет проблемы с качеством торможения и безопасностью вождения. О признаках износа читайте в нашей статье «Износ тормозных колодок».

Надежность и безопасность индивидуальной системы зажигания автомобиля обеспечат материалы EFELE

В статье рассмотрены различные решения проблемы индивидуальных систем зажигания с помощью силиконовых материалов EFELE, снижающих скорость старения изоляционных колпачков.

Необходимость в снижении выбросов, сокращении расхода топлива, повышении напряжения для искрообразования привела к усовершенствованию бензиновых двигателей. Основной задачей системы зажигания осталось своевременное возгорание смеси топлива и воздуха, однако в ее конструкции произошли существенные изменения.

Современные бензиновые двигатели оснащены системами зажигания, которые отличаются от своих предшественников тем, что каждой свече соответствует индивидуальная катушка и отсутствуют высоковольтные провода.

Катушки нового поколения имеют те же основные элементы, но более компактны (рис. 1).


 
Рис. 1. Конструкция индивидуальной катушки зажигания: 1 – силиконовый высоковольтный колпачок, 2 - высоковольтный диод, 3 – сердечник, 4 – вторичная обмотка, 5 – первичная обмотка, 6 – разъем, 7 – демпфер, 8 – контактная пружина.

Генерация высоковольтного напряжения по-прежнему происходит за счет обмоток с сердечником. Дополнительно катушки оборудованы диодом, который не допускает возникновения искры между электродами свечи до появления рабочего напряжения на вторичной обмотке. Силиконовый колпачок способствует безопасному использованию автомобиля, предотвращая электрический пробой на корпус двигателя.

Для устойчивой работы системы зажигания важно обеспечить надежную посадку колпачка на свечу и увеличить срок его эксплуатации. 

Решить эту задачу можно с помощью материала на основе силикона EFELE, который полностью отвечают требованиям условий эксплуатации катушек:
  • работают при высоких температурах;
  • обеспечивают дополнительный диэлектрический эффект;
  • взаимодействуют с силиконовыми резинами, не вызывая их набухания.
При высоких температурах возможны прикипание колпачка к свече  и выход из строя обоих элементов системы зажигания. Предотвратить прилипание можно с помощью силиконовых смазочных материалов. Силиконовая смазка EFELE SG-383 позволяет снизить воздействие тока и избежать преждевременного износа деталей. Благодаря своим диэлектрическим свойствам материал увеличивает устойчивость колпачков к электрическому пробою, предотвращает потерю напряжения в цепи, надежно герметизирует контакты, предохраняя их от внешних воздействий.

Показатели EFELE SG-383

  • Цвет – прозрачный матовый
  • Базовое масло – силиконовая жидкость > 30 %
  • Диапазон рабочих температур – от -40 до +160 °С
  • Электрическая прочность при частоте 50 Гц при +20 °С – не менее 10 кВ/мм
  • Электрическая прочность при частоте 50 Гц при повышенной влажности (98%) +20°С – не менее 10 кВ/мм
  • Диэлектрическая проницаемость при частоте 1 мГц при +20 °С – Не менее 2,8
  • Удельное объемное электрическое сопротивление при +20 °С – Не менее 1х10¹⁴ Ом*см

Данные подтверждают устойчивость смазки  к высоким температурам и напряжению. Сочетаемость с различными конструкционными материалами делает ее использование в системах индивидуального зажигания эффективным.

Применение состава EFELE SG-383 позволяет решить следующие проблемы, связанные со "старением" изолятора:
  • Деформация и разрушение колпачка
  • Электрический пробой
  • Частое повторное смазывание
  • Затрудненный монтаж и демонтаж

Синтетическая смазка EFELE SG - 383 способна эффективно справиться с перечисленными трудностями и значительно повысить надежность системы зажигания, что, в свою очередь, обеспечит более безопасную эксплуатацию автомобиля.

Устройство классической системы батарейного зажигания автомобилей, схема

Классическая система батарейного зажигания с одной катушкой и многоискровым механическим распределителем до сих пор используется на некоторых автомобилях. Главным достоинством классической системы батарейного зажигания является ее простота, обеспечиваемая двойной функцией механизма распределителя. Прерывание цепи постоянного тока для генерирования высокого напряжения и синхронное распределение высокого напряжения по цилиндрам двигателя. 

Устройство классической системы батарейного зажигания автомобилей, принцип работы, принципиальная схема, характеристики электрических сигналов, недостатки системы.

Классическая система батарейного зажигания состоит из следующих элементов:

— Источника тока — аккумуляторной батареи 1.
— Катушки зажигания (индукционной катушки) 2. Она преобразует ток низкого напряжения в ток высокого напряжения. Между первичной и вторичной обмотками имеет место автотрансформаторная связь.
— Прерывателя 3, содержащего рычажок 4 с подушечкой 5 из текстолита, поворачивающийся около оси.
— Контактов прерывателя 6.
— Кулачка 7, имеющего число граней, равное числу цилиндров.

Неподвижный контакт прерывателя присоединен к «массе». Подвижной контакт укреплен на конце рычажка. Если подушечка не касается кулачка, контакты замкнуты под действием пружины. Когда подушечка находит на грань кулачка, контакты размыкаются. Прерыватель управляет размыканием и замыканием контактов и моментом подачи искры.

— Конденсатора первичной цепи 8 (С1), подключенного параллельно контактам 6, который является составным элементом колебательного контура в первичной цепи после размыкания контактов.
— Распределителя 9, включающего в себя бегунок 10, крышку 11, на которой расположены неподвижные боковые электроды 12 (число которых равно числу цилиндров двигателя) и неподвижный центральный электрод, который подключается через высоковольтный провод к катушке зажигания.

Принципиальная схема классической системы батарейного зажигания автомобилей.

Боковые электроды через высоковольтные провода соединяются с соответствующими свечами зажигания. Высокое напряжение к бегунку 10 подается через центральный электрод с помощью скользящего угольного контакта. На бегунке имеется электрод 13, который отделен воздушным зазором от боковых электродов 12.

Бегунок 10 распределителя и кулачок 7 прерывателя находятся на одном валу, который приводится во вращение зубчатой передачей от распределительного вала двигателя с частотой вдвое меньшей частоты вращения коленчатого вала. Прерыватель и распределитель расположены в одном аппарате, называемом распределителем зажигания.

— Свечей зажигания 15, число которых равно числу цилиндров двигателя.
— Выключателя зажигания 16.
— Добавочного резистора 17 (Rд), который уменьшает тепловые потери в катушке зажигания. Дает возможность усилить зажигание. При пуске двигателя резистор шунтируется контактами реле 18 одновременно с включением стартера. Добавочный резистор изготовляют из нихрома или константана и наматывают на керамический изолятор.

Принцип работы классической системы батарейного зажигания автомобилей.

При вращении кулачка 7 контакты 6 попеременно замыкаются и размыкаются. После замыкания контактов (в случае замкнутого выключателя 16) через первичную обмотку катушки зажигания 2 протекает ток, нарастая от нуля, до определенного значения за данное время замкнутого состояния контактов. При малых частотах вращения валика 14 распределителя 9 ток может нарастать до установившегося значения, определенного напряжением аккумуляторной батареи и омическим сопротивлением первичной цепи (установившийся ток).

Протекание первичного тока вызывает образование магнитного потока, сцепленного с витками первичной и вторичной обмоток, и накопление электромагнитной энергии. После размыкания контактов прерывателя, как в первичной, так и во вторичной обмотке индуцируется ЭДС самоиндукции. Согласно закону индукции вторичное напряжение тем больше, чем быстрее исчезает магнитный поток, созданный током первичной обмотки, больше первичный ток в момент разрыва и больше число витков во вторичной обмотке.

Характеристики электрических сигналов в первичной и вторичной цепях классической системы батарейного зажигания автомобилей.

В результате переходного процесса во вторичной обмотке возникает высокое напряжение, достигающее 15-20 кВ. В первичной обмотке также индуцируется ЭДС самоиндукции, достигающая 200-400 В, направленная в ту же сторону, что и первичный ток, и стремящаяся задержать его исчезновение. При отсутствии конденсатора 8 ЭДС самоиндукции вызывает образование между контактами прерывателя во время их размыкания сильной искры или, точнее, дуги.

При наличии конденсатора 8 ЭДС самоиндукции создает ток, заряжающий конденсатор. В следующий период времени конденсатор разряжается через первичную обмотку катушки и аккумуляторную батарею. Таким образом, конденсатор 8 практически устраняет искрообразование в прерывателе, обеспечивая долговечность контактов и индицирование во вторичной обмотке достаточно высокой ЭДС. Вторичное напряжение подводится к бегунку распределителя, а затем через электроды в крышке и высоковольтные провода поступает к свечам соответствующих цилиндров.

Рабочий процесс классической системы батарейного зажигания автомобилей.

Нормальным рабочим режимом любой классической системы батарейного зажигания, использующей индукционную катушку в качестве источника высокого напряжения, является переходный режим. В результате чего образуется искровой разряд в свече зажигания. Рабочий процесс может быть разбит на три этапа:

Замыкание контактов прерывателя — первый этап рабочего процесса классической системы батарейного зажигания.

На этом этапе происходит подключение первичной обмотки катушки зажигания (накопителя) к источнику тока. Этап характеризуется нарастанием первичного тока и, как следствие этого, накоплением электромагнитной энергии, запасаемой в магнитном поле катушки.

Размыкание контактов прерывателя — второй этап рабочего процесса классической системы батарейного зажигания.

Источник тока отключается от катушки зажигания. Первичный ток исчезает, в результате чего накопленная электромагнитная энергия превращается в электростатическую. Возникает ЭДС высокого напряжения во вторичной обмотке.

Пробой искрового промежутка свечи зажигания — третий этап рабочего процесса классической системы батарейного зажигания.

В рабочих условиях при определенном значении напряжения происходит пробой искрового промежутка свечи зажигания с последующим разрядным процессом.

Недостатки классической системы батарейного зажигания автомобилей.

Классическая система батарейного зажигания обладает рядом достоинств. К ним следует отнести простоту конструкции и невысокую стоимость аппаратов зажигания, возможность регулирования угла опережения зажигания в широких пределах без изменения величины вторичного напряжения. Вместе с тем классическая система батарейного зажигания имеет ряд принципиальных недостатков, связанных с работой механического прерывателя и механических автоматов опережения зажигания:

— Недостаточная величина вторичного напряжения на высоких и низких частотах вращения коленчатого вала двигателя. Как следствие, малый коэффициент запаса по вторичному напряжению. Особенно для многоцилиндровых и высокооборотных двигателей, а также при экранировке высоковольтных проводов.
— Недостаточная энергия искрового разряда по причине ограничения уровня запасенной энергии в первичной цепи.
— Чрезмерный нагрев катушки зажигания в зоне низких частот вращения коленчатого вала двигателя и особенно при остановившемся двигателе. Если замок зажигания включен и контакты прерывателя замкнуты.
— Нарушение рабочего зазора в контактах в процессе эксплуатации. Как следствие этого, необходимость зачистки контактов, т. е. систематический уход во время эксплуатации.
— Низкий срок службы контактов прерывателя.
— Повышенный асинхронизм момента искрообразования по цилиндрам двигателя при эксплуатации вследствие износа кулачка.
— Высокая погрешность момента искрообразования вследствие разброса характеристик механических автоматов опережения в процессе эксплуатации.

Перечисленные недостатки классической системы батарейного зажигания приводят в итоге к ухудшению процесса сгорания рабочей смеси. И следовательно, к потере мощности двигателя и увеличению эмиссии отработавших газов.

По материалам книги «Справочник по устройству, применению и ремонту электронных приборов автомобилей».
Ходасевич А. Г., Ходасевич Т. И.

Похожие статьи:

  • Блоки предохранителей на автомобилях Валдай ГАЗ-33106, ГАЗ-331061, ГАЗ-331063 с дизельными двигателями Cummins ISF3.8s3154 Евро-3 и Cummins ISF3.8е4R154 Евро-4, расположение, защищаемые цепи.
  • Автомобильное оборудование вызова экстренных оперативных служб системы ЭРА-ГЛОНАСС, состав, назначение, режимы работы и тестирования.
  • Антиблокировочная система тормозов АБС на ГАЗ-3307, ГАЗ-3309 и ГАЗ-33098, устройство, принципиальная схема, заполнение гидравлического привода тормозов тормозной жидкостью.
  • Автомобили Валдай ГАЗ-33106, ГАЗ-331061 и ГАЗ-331063 с дизельными двигателями Cummins ISF3.8s3154 Евро-3 и Cummins ISF3.8е4R154 Евро-4, размеры, характеристики, данные для контроля.
  • Блоки предохранителей ГАЗ-3307, ГАЗ-3309 с двигателем ММЗ Д-245.7, ГАЗ-33098, расположение, номиналы предохранителей и защищаемые цепи.
  • Руководство по эксплуатации на ГАЗон Next С41R11, С41R13, С41R31, С41R33, С42R31, С42R33 с дизельным двигателем Cummins ISF3.8s4R154 и ЯМЗ-53441, С41R11-3902010 РЭ.

Система зажигания - принцип работы и виды систем зажигания Лада Калина / Lada Kalina (ВАЗ 1118, 117, 1119)

Данная статья описательная и универсальна для всех марок автомобилей

В состав системы зажигания входят узлы и соединительные провода, необходимые для формирования и подачи высокого напряжения на свечи зажигания в заданной последовательности.

ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

В состав системы зажигания входят узлы и провода, необходимые для формирования высокого напряжения (до 40 000 В и выше). Во всех системах зажигания на плюсовой вывод катушки зажигания подается напряжение бортовой сети, а ее минусовой вывод через коммутатор подключается на "массу" автомобиля. Когда минусовой вывод катушки зажигания подключен на "массу", через первичную, низковольтную обмотку катушки зажигания течет ток, возбуждающий магнитное поле. При разрыве цепи магнитное поле исчезает, индуцируя во вторичной (высоковольтной) обмотке катушки зажигания высоковольтный импульс. В системах зажигания классической схемы замыкание и размыкание контакта катушки зажигания на "массу" осуществляется механическим прерывателем. В электронных системах зажигания это делает электронный модуль по сигналу магнитоэлектрического датчика, или триггера.

Катушки зажигания

Катушка зажигания — это "сердце" любой системы зажигания. В этой катушке создается высоковольтный импульс за счет электромагнитной индукции. Многие конструкции катушек зажигания состоят из двух отдельных, но электрически соединенных друг с другом, медных обмоток. Другие представляют собой классические трансформаторы — в них первичная и вторичная обмотки полностью изолированы друг от друга (рис. 5.1).

Сердечник (магнитопровод) катушки зажигания набирается из пластин трансформаторного железа (тонких листов магнитомягкого железа). Сердечник увеличивает индуктивную связь между катушками. На наборном сердечнике намотана обмотка, состоящая приблизительно из 20 ООО витков тонкого провода (калибра, примерно, 42-AWG). Эта обмотка

Рис. 5.1. Конструкция катушки зажигания с масляным охлаждением. Обратите внимание на то, что первичная и вторичная обмотки электрически соединены друг с другом. Полярность выводов катушки определяется направлением ее намотки

называется вторичной (повышающей) обмоткой катушки зажигания. Поверх нее намотана обмотка, состоящая приблизительно из 150 витков толстого провода (калибра, примерно, 21-AWG). Эта обмотка называется первичной обмоткой катушки зажигания. Во многих конструкциях катушек зажигания эти обмотки окружены тонким металлическим экраном, изолированы электроизоляционной бумагой и помещены в металлический корпус. Корпус катушки зажигания обычно заполняется трансформаторным маслом с целью лучшего охлаждения. В HEI-системах зажигания компании GM (high-energy ignition — система зажигания с искрой повышенной мощности) используются так называемые Е-катушки, которые по конструкции представляют собой катушку зажигания, намотанную на наборном железном сердечнике Е-образной формы и залитую эпоксидной смолой. Охлаждение Е-катушки — воздушное (рис. 5.2 и 5.3).

Рис. 5.2. Пример Е-катушки зажигания с эпоксидной заливкой и воздушным охлаждением

Как в катушке зажигания создается напряжение 40 киловольт

Напряжение на плюсовой контакт первичной обмотки катушки зажигания поступает с плюсовой клеммы аккумуляторной батареи через замкнутые контакты замка зажигания. Минусовой контакт первичной обмотки замывается на "массу" через электронный модуль управления зажиганием.

Когда эта цепь замкнута, через первичную обмотку катушки зажигания течет ток величиной, примерно, от 3 А до 8 А. Этот ток создает в катушке зажигания мощное магнитное поле. Когда контакт первичной обмотки катушки зажигания на "массу" разрывается, магнитное поле резко убывает, наводя во вторичной обмотке катушки высоковольтный импульс — напряжением от 20 000 В до 40 000 В и током небольшой (от 20 мА до 80 мА) силы. Этот высоковольтный импульс через контакты распределителя зажигания поступает по высоковольтным проводам на свечи зажигания. Чтобы проскочила искра, катушка зажигания должна "зарядиться" от низковольтной первичной сети и снова разрядиться.

 

Рис. 5.4. Схема типичной системы зажигания с электронным прерывателем, в которой используется добавочное сопротивление и механический распределитель зажигания. С целью защиты катушки зажигания от перегрева на пониженных оборотах двигателя во многих электронных системах зажигания вместо добавочного сопротивления используются специальные электронные схемы, которые работают в составе электронного модуля управления зажиганием

Схема, управляющая током первичной обмотки катушки зажигания — подключающая ее к источнику питания и отключающая ее от него, называется первичной цепью системы зажигания. Схема, обеспечивающая формирование и распределение высокого напряжения, создаваемого в высоковольтной обмотке катушки зажигания, называется вторичной цепью системы зажигания (рис. 5.4 и 5.5).

Рис. 5.5. Пример типичной катушки зажигания НЕ1-системы зажигания компании General Motors, установленной в крышке распределителя. При замене катушки зажигания и/или распределителя зажигания обязательно проверьте, чтобы клемма массы была переставлена со старой крышки распределителя на новую. Отсутствие надлежащего контакта с массой может привести к повреждению катушки зажигания. В HEI-системах зажигания используются два варианта катушек зажигания. Первый вариант отличается тем, что выводы первичной обмотки имеют изоляцию красного и белого цвета — он показан на фотографии. Во втором варианте катушка включена в обратной полярности, изоляция выводов — красного и желтого цвета

Работа первичной цепи

Для формирования импульса высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания необходимо замкнуть и разомкнуть цепь первичной обмотки. Замыкание и размыкание первичной цепи зажигания осуществляется силовым транзистором (электронным прерывателем), установленным в электронном модуле управления зажиганием, управление которым, в свою очередь, осуществляется по сигналам различных датчиков:

• Магнитоэлектрический датчик положения ротора распределителя зажигания (импульсный генератор). Этот датчик, установленный в корпусе распределителя зажигания, создает сигнал переменного напряжения, по которому производится переключение транзисторного прерывателя в модуле управления зажиганием (рис. 5.6 и 5.7).

Рис. 5.6. Принцип работы магнитоэлектрического датчика (генератора импульсов). На приведенном внизу рисунке показана типичная осциллограмма выходного напряжения этого магнитоэлектрического датчика. Импульсный сигнал с выхода датчика поступает в электронный модуль управления зажиганием, который разрывает контакт первичной обмотки на "массу" в тот момент, когда напряжение импульса достигает максимума и начинает снижаться (это происходит в тот момент, когда зубец стального зубчатого диска начинает удаляться от катушки датчика)

Рис. 5.7. Импульсный сигнал, поступающий с выхода магнитоэлектрического датчика, управляет работой электронного модуля, который замыкает вывод первичной обмотки катушки зажигания на "массу" и размыкает его, генерируя высоковольтный импульс во вторичной цепи

• Датчик Холла. Установленные в корпусе распределителя зажигания или рядом с коленчатым валом интегральные датчики Холла формируют прямоугольный импульсный сигнал. Импульсный сигнал с выхода датчика, содержащий информацию о положении поршней и скорости вращения двигателя, поступает в модуль управления зажиганием и бортовой компьютер (рис. 5.8 и 5.9).

Рис. 5.8. В интегральном датчике Холла используются металлические дисковые обтюраторы, шунтирующие силовые линии магнитного поля, экранируя от него датчик Холла, изготовленный по микроэлектронной технологии вместе со схемой усиления. Все интегральные датчики Холла формируют прямоугольные импульсы, обеспечивающие очень точную синхронизацию работы модуля управления зажиганием

Рис. 5.9. Зубец обтюратора на вращающемся роторе проходит в зазоре между интегральным датчиком Холла и постоянным магнитом

• Магнитоэлектрические датчики углового положения коленчатого вала. В этих датчиках сигнал формируется за счет изменения напряженности магнитного поля, окружающего катушку датчика. Этот сигнал, содержащий информацию о положении поршней и скорости вращения двигателя, поступает в модуль управления зажиганием и бортовой компьютер (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Датчик переменного магнитного сопротивления (VRS) представляет собой катушку индуктивности, намотанную на постоянном магните. Зубцы магнитного обтюратора, закрепленного на коленчатом валу (или распределительном валу), проходя мимо катушки датчика, вызывают изменение напряженности магнитного поля, окружающего ее. Когда выступ обтюратора приближается к катушке, напряженность магнитного поля возрастает, потому что в металле концентрация силовых линий магнитного поля выше, чем в воздухе

• Оптические датчики. Эти датчики бортовой компьютерной системы управления двигателем изготавливаются на основе светодиода и фототранзистора. Вращающийся диск с прорезями (обтюратор) модулирует поток излучения светодиода, в результате чего на выходе фотоприемника появляется импульсный сигнал. В оптических датчиках (обычно устанавливаемых в корпусе распределителя зажигания), как правило, предусматривается два ряда прорезей, что обеспечивает формирование отдельных сигналов для опознавания цилиндров (сигнал низкого разрешения) и прецизионного измерения угла поворота ротора распределителя зажигания (сигнал высокого разрешения) (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Оптический датчик-распределитель на шестицилиндровом V-образном двигателе Nissan объемом 3 литра со снятым оптическим экраном (а). Перед установкой ротора датчик закрывают оптическим экраном (6)

Бесконтактные системы зажигания

В системе зажигания с непосредственным подключением катушки зажигания к свечам зажигания — называемой также бесконтактной системой зажигания (DIS) или просто электронной системой зажигания (IE) — распределитель зажигания отсутствует. В этой системе зажигания оба вывода катушки подключены каждый к своему цилиндру, причем цилиндры выбраны так, что их рабочие циклы находятся в про-тивофазе друг с другом (рис. 5.12). Это означает, что искра возникает одновременно в обеих свечах зажигания! Когда в одном из цилиндров (например, №6) идет такт сжатия, в другом цилиндре (№3) — в то же самое время — идет такт выпуска отработанных газов.

Рис. 5.12. В бесконтактной системе зажигания искра возникает одновременно в двух цилиндрах — рабочем, в котором идет такт сжатия, и парном, или оппозитном, в котором в это же самое время идет такт выпуска отработанных газов. В типичном двигателе для возникновения холостой искры в цилиндре, в котором идет такт выпуска, обычно достаточно напряжения от 2 до 3 кВ. Остальная энергия, накопленная катушкой зажигания, расходуется в том цилиндре, в котором идет такт сжатия (типичное напряжение составляет от 8 до 12 кВ)

Оптический датчик-распределитель не любит внешней засветки

Принцип работы оптического датчика-распределителя системы зажигания заключается в импульсном освещении фототранзистора датчика излучением, создаваемом свето-диодом. В конструкции оптического датчика-распределителя зажигания, как правило, между ротором распределителя зажигания и кольцевым оптическим обтюратором, модулирующим поток излучения светодиода, устанавливается оптический экран. Искра, проскакивающая между контактом ротора и контактами высоковольтных проводов в крышке распределителя зажигания в процессе работы распределителя, создает паразитную засветку. Оптический экран защищает оптический датчик от внешней засветки, создаваемой искрением контактов распределителя зажигания.

Если выполняя техническое обслуживание, вы забудете установить оптический экран на место, оптический сигнал датчика из-за внешней засветки будет ослаблен, что может привести к нарушению нормальной работы двигателя. Такую неисправность трудно выявить из-за отсутствия внешних признаков. Не забывайте, что в оптическом датчике-распре-делителе между кольцевым оптическим обтюратором и ротором обязательно должен стоять оптический экран.

Искра, возникающая в такте выпуска, называется холостой искрой, потому что она не выполняет полезной работы, а обеспечивает только замыкание на "массу" вывода вторичной обмотки катушки зажигания. Напряжение, необходимое для пробоя разрядного промежутка свечи зажигания цилиндра №3 (в такте выпуска), находится в пределах всего лишь от 2 кВ до 3 кВ и обеспечивает соединение на землю вторичной цепи зажигания. Остальная энергия, накопленная катушкой зажигания, расходуется в том цилиндре, в котором идет такт сжатия. В каждой паре свечей зажигания одна свеча включена в прямой полярности, а другая — в обратной полярности. Обратная полярность включения не сильно отражается на ресурсе свечи. Но выход из строя одного из высоковольтных проводов или одной из свеч зажигания может привести к неработоспособности сразу двух цилиндров.

ПРИМЕЧАНИЕ

В системе зажигания с механическим распределителем зажигания существуют два разрыва во вторичной цепи зажигания: первый — между контактами ротора и клеммами, установленными в крышке распределителя (находится под атмосферным давлением), и второй — разрядный промежуток между электродами свечи зажигания (находится под повышенным давлением в такте сжатия). В бесконтактной системе зажигания во вторичной цепи также имеются два промежутка: один — разрядный промежуток между электродами свечи зажигания цилиндра, в котором идет такт сжатия, и второй — разрядный промежуток между электродами свечи зажигания цилиндра, в котором идет такт выпуска.

Для управления работой бесконтактной системы зажигания необходим датчик (обычно датчик углового положения коленчатого вала), по сигналу которого осуществляется синхронизация электронного коммутатора высоковольтного напряжения (рис. 5.13).

Рис. 5.13. Функциональная схема типичной бесконтактной (EDIS) системы зажигания четырехцилиндрового двигателя, которой оснащаются автомобили компании Ford. Датчик угла поворота коленчатого вала, называемый датчиком переменного магнитного сопротивления (VRS), передает информацию об угловом положении коленчатого вала и скорости его вращения в модуль управления зажиганием (EDIS). В бортовой компьютер передается преобразованный сигнал — сигнал PIP, по которому осуществляется слежение за синхронизацией системы зажигания. По сигналу PIP компьютер рассчитывает временные параметры синхронизации системы зажигания и передает в модуль управления зажиганием EDIS команду о том, когда подавать высокое напряжение на свечу зажигания. Этот сигнал управления называется командой установки угла опережения зажигания — сигнал SAW

Скорректировать угол опережения зажигания путем перемещения датчика углового положения коленчатого вала невозможно, поскольку он делается нерегулируемым.

 СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ТИПА "КАТУШКА НА СВЕЧЕ"

В системе зажигания типа "катушка на свече" для каждой свечи зажигания предусмотрена отдельная катушка зажигания (рис. 5.14). В системе зажигания с отдельными для каждой свечи катушками зажигания отсутствуют высоковольтные провода, которые часто являются источниками электромагнитных помех, нарушающих работу бортовой компьютерной системы управления. Бортовой компьютер замыкает минусовой вывод каждой катушки в надлежащий момент.

Рис. 5.14. Система зажигания типа "катушка на свече"


Как работают системы зажигания автомобилей


Даже с развитием автомобильных технологий принцип работы системы зажигания легкового или грузового автомобиля не сильно изменился за десятилетия. Некоторые из вещей, которые изменились, включают то, как искра создается, распределяется и доставляется в камеру сгорания двигателя. Как работает бензиновый двигатель внутреннего сгорания, довольно просто. В двигателе должны быть топливо, воздух и искра, чтобы вызвать взрыв, который приводит в движение поршень (поршни) двигателя.Сгоревшее и несгоревшее топливо затем выбрасывается в атмосферу, и процесс повторяется очень быстрыми циклами.

3 типа систем зажигания автомобилей

Когда вы поворачиваете ключ для запуска двигателя вашего автомобиля, система зажигания посылает высокое напряжение (от 20 000 до 50 000 вольт) на свечи зажигания в каждом из цилиндров двигателя. Когда эта энергия проходит через зазор в нижней части свечи, фронт пламени воспламеняет топливно-воздушную смесь. Выбор времени для этого процесса должен направлять нужное количество искры в каждую отдельную зону горения в точно нужное время.Вообще говоря, сегодня в легковых и грузовых автомобилях все еще используются три (3) типа систем зажигания. Во-первых, это механическая система зажигания , которую можно найти в старинных автомобилях, которые не использовали электронику. Электронная система зажигания более надежна и обеспечивает лучший контроль выбросов. Наконец, система зажигания без распределителя , не имеющая движущихся частей и управляемая компьютером.

Экологически чистые свечи зажигания

Как вы, возможно, знаете, большая часть загрязнения воздуха, вызываемого человеком, является результатом сжигания ископаемого топлива (например, бензина, природного газа или дизельного топлива), используемого для питания наших транспортных средств и других бензиновых двигателей.Эти выбросы углерода, в свою очередь, способствуют изменению климата, которое может иметь серьезные последствия для нашей окружающей среды. Выбросы, такие как углекислый газ и другие парниковые газы, улавливают солнечную энергию в атмосфере, вызывая повышение глобальной температуры. Одной из первоначальных целей E3 Spark Plugs было создание более экологичных свечей. Мы гордимся тем, что в ходе обширных испытаний было доказано, что свечи зажигания E3 могут снижать расход топлива в небольших двигателях до 13%. Подробнее...

Как работает система зажигания автомобиля

Сложный процесс системы зажигания автомобиля требует точного времени со стороны различных задействованных систем. Запуск автомобиля требует гораздо большего, чем просто поворот ключа в замке зажигания; для запуска двигателя требуется, чтобы каждая система работала в унисон. После поворота ключа начинается процесс зажигания топлива и включения двигателя. Если где-то на пути возникнет проблема, двигатель не перевернется, и владелец транспортного средства должен отремонтировать его.

Вопрос времени

Каждая система в двигателе настроена на работу в определенное время в процессе сгорания. Когда этот процесс не работает должным образом, в двигателе возникают пропуски зажигания, снижается мощность и снижается топливная эффективность. После поворота ключа соленоид стартера включается, позволяя скачку напряжения от аккумулятора достигать свечей зажигания через провода свечей зажигания. Это позволяет свече зажигания загореться, воспламеняя топливно-воздушную смесь в камере, что перемещает поршень вниз.Участие системы зажигания в этом процессе происходит задолго до образования искры и включает в себя выбор систем, предназначенных для облегчения процесса образования искры.

Свечи зажигания и провода

Электрический заряд аккумулятора через соленоид стартера воспламеняет топливно-воздушную смесь в камере сгорания. Каждая камера содержит одну свечу зажигания, которая получает электричество для искры через провода свечи зажигания. Свечи зажигания и провода необходимо поддерживать в хорошем состоянии, иначе автомобиль может пострадать от пропусков зажигания, снижения мощности и производительности, а также увеличения расхода бензина.Вы также должны убедиться, что механик правильно закрыл свечи зажигания перед их установкой в ​​автомобиль. Искра возникает при прохождении электрического тока через зазор. Свечи зажигания с неправильным зазором вызывают плохую работу двигателей.

Другими проблемными областями свечей зажигания являются накопление отложений в области электродов. Марка и модель автомобиля помогают определить, использует ли он холодные или горячие свечи. Горячие свечи горят сильнее и, таким образом, сжигают больше этих отложений. Холодные свечи играют важную роль в высокопроизводительных двигателях.

Хороший способ определить провод свечи зажигания, который необходимо заменить, - запустить двигатель в темноте. Пока двигатель работает, осмотрите провода, идущие от свечи зажигания до крышки распределителя. Приглушенное освещение позволит увидеть любые неуместные искры в системе; крошечные электрические дуги обычно выскакивают из трещин и обрывают изношенные провода свечей зажигания.

Повышение напряжения с помощью катушки зажигания

Электрическое напряжение от аккумуляторной батареи сначала проходит через катушку зажигания на пути к свечам зажигания.Усиление этого низковольтного заряда является основным назначением катушки зажигания. Ток течет по первичной катушке, одному из двух наборов намотанных проводов внутри катушки зажигания. Кроме того, вокруг первичной обмотки находится вторичная обмотка, которая содержит на сотни витков больше, чем первичная обмотка. Точки прерывателя нарушают прохождение тока через первичную катушку, вызывая коллапс магнитного поля в катушке и создавая магнитное поле во вторичной катушке. Этот процесс создает электрический ток высокого напряжения, который подается в распределитель и к свечам зажигания.

Функция ротора и крышки распределителя

В распределителе используется система колпачка и ротора для распределения заряда высокого напряжения по нужному цилиндру. Ротор вращается, распределяя заряд по каждому цилиндру при прохождении контакта каждого из них. Электрические дуги в небольшом зазоре между ротором и контактом, проходя друг через друга.

К сожалению, высокие температуры, возникающие при прохождении заряда, могут вызвать износ распределителя, особенно ротора.При выполнении настройки на старом автомобиле механик обычно заменяет ротор и крышку распределителя как часть процесса.

Двигатели без распределителя

В более новых автомобилях отсутствует центральный распределитель зажигания, вместо этого на каждой свече зажигания используется катушка. Подключенный непосредственно к компьютеру двигателя или блоку управления двигателем (ЭБУ), это дает системе управления автомобилем более точный контроль над синхронизацией свечи зажигания. Эта система устраняет необходимость в распределителе и проводах свечи зажигания, поскольку система зажигания подает заряд на свечу.Такая установка обеспечивает лучшую топливную экономичность, снижение выбросов и большую общую мощность.

Дизельные двигатели и свечи накаливания

В отличие от бензинового двигателя, в дизельных двигателях используется свеча накаливания вместо свечи зажигания для предварительного нагрева камеры сгорания перед зажиганием. Склонность блока цилиндров и головки к поглощению тепла, образующегося при сжатии топливно-воздушной смеси, иногда препятствует воспламенению, особенно в холодную погоду. Наконечник свечи накаливания обеспечивает тепло, когда топливо поступает в камеру сгорания, распыляя непосредственно на элемент, позволяя ему воспламениться, даже когда на улице холодно.

Как работает система зажигания автомобиля

Сложный процесс системы зажигания автомобиля требует точного времени со стороны различных задействованных систем. Запуск автомобиля требует гораздо большего, чем просто поворот ключа в замке зажигания; для запуска двигателя требуется, чтобы каждая система работала в унисон. После поворота ключа начинается процесс зажигания топлива и включения двигателя. Если где-то на пути возникнет проблема, двигатель не перевернется, и владелец транспортного средства должен отремонтировать его.

Вопрос времени

Каждая система в двигателе настроена на работу в определенное время в процессе сгорания. Когда этот процесс не работает должным образом, в двигателе возникают пропуски зажигания, снижается мощность и снижается топливная эффективность. После поворота ключа соленоид стартера включается, позволяя скачку напряжения от аккумулятора достигать свечей зажигания через провода свечей зажигания. Это позволяет свече зажигания загореться, воспламеняя топливно-воздушную смесь в камере, что перемещает поршень вниз.Участие системы зажигания в этом процессе происходит задолго до образования искры и включает в себя выбор систем, предназначенных для облегчения процесса образования искры.

Свечи зажигания и провода

Электрический заряд аккумулятора через соленоид стартера воспламеняет топливно-воздушную смесь в камере сгорания. Каждая камера содержит одну свечу зажигания, которая получает электричество для искры через провода свечи зажигания. Свечи зажигания и провода необходимо поддерживать в хорошем состоянии, иначе автомобиль может пострадать от пропусков зажигания, снижения мощности и производительности, а также увеличения расхода бензина.Вы также должны убедиться, что механик правильно закрыл свечи зажигания перед их установкой в ​​автомобиль. Искра возникает при прохождении электрического тока через зазор. Свечи зажигания с неправильным зазором вызывают плохую работу двигателей.

Другими проблемными областями свечей зажигания являются накопление отложений в области электродов. Марка и модель автомобиля помогают определить, использует ли он холодные или горячие свечи. Горячие свечи горят сильнее и, таким образом, сжигают больше этих отложений. Холодные свечи играют важную роль в высокопроизводительных двигателях.

Хороший способ определить провод свечи зажигания, который необходимо заменить, - запустить двигатель в темноте. Пока двигатель работает, осмотрите провода, идущие от свечи зажигания до крышки распределителя. Приглушенное освещение позволит увидеть любые неуместные искры в системе; крошечные электрические дуги обычно выскакивают из трещин и обрывают изношенные провода свечей зажигания.

Повышение напряжения с помощью катушки зажигания

Электрическое напряжение от аккумуляторной батареи сначала проходит через катушку зажигания на пути к свечам зажигания.Усиление этого низковольтного заряда является основным назначением катушки зажигания. Ток течет по первичной катушке, одному из двух наборов намотанных проводов внутри катушки зажигания. Кроме того, вокруг первичной обмотки находится вторичная обмотка, которая содержит на сотни витков больше, чем первичная обмотка. Точки прерывателя нарушают прохождение тока через первичную катушку, вызывая коллапс магнитного поля в катушке и создавая магнитное поле во вторичной катушке. Этот процесс создает электрический ток высокого напряжения, который подается в распределитель и к свечам зажигания.

Функция ротора и крышки распределителя

В распределителе используется система колпачка и ротора для распределения заряда высокого напряжения по нужному цилиндру. Ротор вращается, распределяя заряд по каждому цилиндру при прохождении контакта каждого из них. Электрические дуги в небольшом зазоре между ротором и контактом, проходя друг через друга.

К сожалению, высокие температуры, возникающие при прохождении заряда, могут вызвать износ распределителя, особенно ротора.При выполнении настройки на старом автомобиле механик обычно заменяет ротор и крышку распределителя как часть процесса.

Двигатели без распределителя

В более новых автомобилях отсутствует центральный распределитель зажигания, вместо этого на каждой свече зажигания используется катушка. Подключенный непосредственно к компьютеру двигателя или блоку управления двигателем (ЭБУ), это дает системе управления автомобилем более точный контроль над синхронизацией свечи зажигания. Эта система устраняет необходимость в распределителе и проводах свечи зажигания, поскольку система зажигания подает заряд на свечу.Такая установка обеспечивает лучшую топливную экономичность, снижение выбросов и большую общую мощность.

Дизельные двигатели и свечи накаливания

В отличие от бензинового двигателя, в дизельных двигателях используется свеча накаливания вместо свечи зажигания для предварительного нагрева камеры сгорания перед зажиганием. Склонность блока цилиндров и головки к поглощению тепла, образующегося при сжатии топливно-воздушной смеси, иногда препятствует воспламенению, особенно в холодную погоду. Наконечник свечи накаливания обеспечивает тепло, когда топливо поступает в камеру сгорания, распыляя непосредственно на элемент, позволяя ему воспламениться, даже когда на улице холодно.

Создание знаний: современные системы зажигания

По мере того, как количество электрических компонентов в современных автомобилях увеличивается, растет потребность не только в понимании их функций и рабочих характеристик, но и в том, как они собираются.

Во многих случаях технический специалист может улучшить свое понимание конкретной системы не только следуя сервисной информации производителя, но и изучая, как система работает изнутри и что составляет каждый отдельный компонент.

Основная цель системы зажигания - подавать искру в двигатель для надлежащего воспламенения топливовоздушной смеси в камере сгорания. Сегодняшние автомобили используют модуль управления двигателем (ECM) для управления системами зажигания, которые используют такие конструкции, как катушка-свеча, для распределения мощности на каждый отдельный цилиндр. (На некоторых автомобилях по-прежнему могут использоваться крышка распределителя и ротор.) Оба типа систем должны выполнять одну и ту же работу: обеспечивать мощность в нужном цилиндре в точное время. Малейшая ошибка в хронометражем приведет к неработающему двигателю.

Для возникновения искры напряжение на свече зажигания должно составлять в среднем от 20 000 до 50 000 вольт. В некоторых случаях напряжение может быть даже выше.

Чтобы система зажигания работала, она должна выполнять две работы одновременно. Основная задача - увеличить напряжение с 12,4 вольт, обеспечиваемых аккумулятором, до более чем 20 000 вольт, необходимых для воспламенения заряда воздуха / топлива. Вторая задача - обеспечить подачу напряжения на нужный цилиндр в нужное время.

Катушка зажигания является источником энергии и действует как силовой трансформатор. Корпус катушки удерживает первичную и вторичную обмотки цепи зажигания. Обмотки вторичной цепи могут находиться в диапазоне от 15 000 до 30 000 витков медного провода. Стальные пластины, на которые наматываются провода, являются ламинированными, что изолирует напряжение цепи от скачков или короткого замыкания, уменьшая при этом вихревые токи. Проволока также покрыта эмалью, исключающей межвитковые замыкания. Также может использоваться дополнительная изоляция, например, формованный пластик.Вторичные обмотки зажигания расположены внутри обмоток первичной цепи. Чтобы помочь в создании магнитных полей в цепи, используется сердечник из мягкого железа.

Катушка зажигания - это компонент системы зажигания, допуск на ошибку производителя в которой очень мал. Если какая-либо из обмоток, пластиковая защита, сердечник из мягкого железа или охлаждающий агент выйдет из строя, это может привести к серьезным проблемам с управляемостью двигателя. Клиент может жаловаться на многие вещи, такие как пропуски зажигания, трудности с запуском или грубая работа в любых условиях.

Производители внесли много улучшений в катушки зажигания, как с точки зрения производительности, так и с точки зрения конструкции. Между слоями был добавлен шумоподавляющий материал, чтобы уменьшить слышимый шум катушки. Использование композитных железных катушек может обеспечить программируемое управление энергией. Более низкая первичная индуктивность обеспечивает более быструю работу катушки. Прямое соединение со свечой зажигания с катушкой для каждого цилиндра позволяет повысить точность выдержки, что снижает температуру модуля и катушки, улучшая быстродействие, улучшая отвод тепла и повышая надежность.

Дизайн и стили катушек также изменились. Все мы знакомы с блоками катушек с отработанными искрами; производители работали над уменьшением их размера до 40% по сравнению со старыми моделями. Блоки катушек использовались в системах зажигания с полупрямым креплением, которые были дополнительно обновлены до различных конфигураций, таких как свечи рядом с катушкой, катушки с верхней частью вилки или катушки на вилке и стержневые катушки.

Дальнейшие разработки в конструкции катушек включают ионно-сенсорные системы зажигания и многозарядные системы зажигания.Ионно-сенсорные системы зажигания обеспечивают прямое измерение качества сгорания в цилиндрах. В этой системе используются обычные свечи зажигания в качестве датчиков качества сгорания в цилиндрах. Эта система предлагает более точное обнаружение детонации и пропусков зажигания, определяемое по результатам сгорания, а не по измерениям частоты вращения коленчатого вала.

Катушки

с многозарядным двигателем разработаны для двигателей с сильно разбавленными топливными смесями, например, с прямым впрыском. Они обеспечивают более длительную продолжительность искры, больше энергии и повторное зажигание в случае, если горение гаснет при наличии жидкости, что может компенсировать изменение распыления топлива.

Управление зажиганием, управляемое модулем зажигания или контроллером ЭСУД, может быть двух видов в зависимости от операции: зажигание с индуктивным разрядом (IDI) или зажигание с емкостным разрядом (CDI).

В модулях CDI энергия искры накапливается в конденсаторе, расположенном внутри модуля. Энергия передается в соответствующую башню зажигания для свечи зажигания в любое время в течение цикла зажигания, как определяется модулем управления двигателем. При этом модуль управления может автоматически регулировать синхронизацию двигателя при изменении условий движения.

Чтобы накопленная энергия не повредила внутренние компоненты модуля зажигания, производители теперь используют множество функций для повышения надежности и долговечности своих деталей. Использование медных радиаторов для рассеивания тепла, создаваемого высоким электрическим током, помогает улучшить способность модуля работать в неблагоприятных температурных условиях. Соединения выводов во всех точках модуля теперь сварены электронным способом; это значительно улучшает точки контакта в соединениях и увеличивает надежность модуля, когда целостность цепи играет важную роль.

Внутренний конденсатор модуля CDI заряжается через систему зарядки двигателя. В тот момент, когда должен быть воспламенен заряд воздуха / топлива, модуль управления двигателем посылает сигнал модулю зажигания, чтобы прекратить заряд конденсатора и высвободить ток, посылая его в соответствующий цилиндр для события воспламенения. Чтобы ток был достаточно сильным для воспламенения топливно-воздушной смеси, напряжение в этих системах может достигать 40 000 вольт (в зависимости от марки автомобиля).В модуле зажигания должен использоваться трансформатор, расположенный внутри его корпуса. Сигнал 12,4 В сначала повышается примерно до 400-600 В.

Повышенное напряжение затем отправляется на конденсатор для зарядки и хранения. Зарядная часть модуля зажигания содержит собственный выпрямитель; это используется для исключения любого случайного выброса энергии в цепь зажигания.

Когда модуль управления двигателем посылает сигнал о воспламенении, конденсатор очень быстро высвобождает полностью сохраненное напряжение.Сначала ток поступает на катушку зажигания с низкой индуктивностью в модуле зажигания, где ток увеличивается до 40000 вольт, необходимых для надлежащего зажигания свечей зажигания.

По мере того, как мы видим все больше и больше «умных» систем зажигания, знание своих частей и того, как они работают, имеет жизненно важное значение.

Для получения дополнительной информации об автомобильных технологиях посетите курс обучения CARS OnDemand на сайте www.cars-council.ca.

Как работает электронная система зажигания?


Введение

«Из маленькой искры может вспыхнуть пламя» Данте Алигьери. Правильно сказал, что искра необходима для зажигания пламени и в автомобиле, поскольку происходит преобразование химической энергии (т.е.е. топливовоздушной смеси) в механическую энергию, то есть (вращение коленчатого вала) необходима искра, которая отвечает за сгорание, но откуда эта искра исходит? Как регулируется синхронизация зажигания и приготовленной топливовоздушной смеси? Давай просто выкопаем.

В двигателе внутреннего сгорания сгорание является непрерывным циклом и происходит тысячи раз в минуту, поэтому требуется эффективный и точный источник воспламенения. Идея искрового зажигания возникла в игрушечном электрическом пистолете, в котором использовалась электрическая искра для воспламенения смеси водорода и воздуха и пробки.

Электронная система зажигания - это тип системы зажигания, в которой используются электронные схемы, обычно с помощью транзисторов, управляемых датчиками, для генерации электрических импульсов, которые, в свою очередь, генерируют лучшую искру, которая может сжигать даже бедную смесь, обеспечивая лучшую экономию и меньший выброс.

Почему электронная система зажигания?

В последнее время применялись различные типы систем зажигания, а именно

1. Система зажигания свечи накаливания,
2. Система зажигания магнето
3.Электрическая катушка или аккумуляторная система зажигания,

Но все эти системы имеют свои ограничения:

Система зажигания свечей накаливания является самой старой из всех и устарела из-за множества ограничений-
Система зажигания свечей накаливания имеет проблему, вызывающую неконтролируемое возгорание из-за использования электрода в качестве источника зажигания, которая решается позже после внедрение системы зажигания Magneto, в которой электроды заменены свечой зажигания. В отличие от зажигания от магнето, свеча накаливания производит высокие выбросы выхлопных газов из-за неполного сгорания.

Система зажигания магнето:

Это система, вводимая для преодоления ограничений старых систем зажигания, но у нее есть свои ограничения -

  • Это зависит от частоты вращения двигателя, поэтому показана проблема запуска из-за низкой скорости при запуске двигателя, которая позже решается с введением системы зажигания катушки аккумулятора, в которой аккумулятор становится источником энергии для системы.
  • Дороже, чем система зажигания с электрической катушкой.
  • Износ больше, чем зажигание катушки батареи, из-за большего количества механических движущихся частей, чем система катушки батареи.
  • Может вызвать пропуски зажигания из-за утечки.

Также читают:

Электрическая катушка зажигания или аккумуляторная система зажигания

- Система является последней из всех вышеперечисленных и используется долгое время из-за ее лучшей эффективности и точности, но также имеет некоторые ограничения -

  • Менее эффективен с высокоскоростными двигателями
  • Требуются большие объемы обслуживания из-за механического и электрического износа точек размыкателя контактов

Итак, поскольку в современных автомобилях внедряются новые технологии и обнаруживается, что использование датчиков и электронных компонентов дает более эффективные и точные выходные данные, чем механические компоненты, использование датчиков с электронным управлением становится важным для удовлетворения потребностей. современных мощных и высокоскоростных автомобилей или гиперсерий автомобилей, поэтому для удовлетворения потребностей в высокой производительности, большом пробеге и большей надежности была разработана электронная система зажигания.

Основные компоненты

1. Аккумулятор

Это двигатель системы зажигания, поскольку он поставляет необходимую энергию в систему зажигания, так же, как система зажигания с катушкой аккумуляторной батареи.

2. Выключатель зажигания

- это переключатель, используемый в системе зажигания, который управляет включением и выключением системы, так же как и система зажигания катушки аккумулятора.

3. Модуль управления зажиганием или блок управления системой зажигания

Это мозг или запрограммированная инструкция, отдаваемая системе зажигания, которая автоматически отслеживает и регулирует время и интенсивность искры.Это устройство, которое принимает сигналы напряжения от якоря и устанавливает первичную катушку в положение ВКЛ и ВЫКЛ, оно может быть размещено отдельно вне распределителя или может быть размещено в коробке электронного блока управления транспортного средства.

Также читают:

4. Арматура

Контактные прерыватели системы зажигания аккумуляторной батареи заменены якорем, который состоит из реактора с зубьями (вращающаяся часть), опережения вакуума и приемной катушки (для улавливания сигналов напряжения). Электронный модуль принимает сигналы напряжения от якоря. для включения и отключения цепи, которая, в свою очередь, устанавливает синхронизацию распределителя для точного распределения тока по свечам зажигания.

5. Катушка зажигания

Так же, как катушка зажигания аккумуляторной батареи, катушка зажигания используется в электронной системе зажигания для подачи высокого напряжения на свечу зажигания.

6. Распределитель зажигания

Как видно из названия, это устройство, используемое для распределения тока на свечи зажигания многоцилиндрового двигателя.

7. Свеча зажигания

Свеча зажигания используется для создания искры внутри цилиндра.

Работа электронной системы зажигания

  • Чтобы понять, как работает электронная система зажигания, давайте рассмотрим рисунок, на котором все упомянутые выше компоненты подключены в своем рабочем состоянии.
  • Когда водитель включает зажигание, чтобы завести автомобиль, ток начинает течь от аккумулятора через ключ зажигания к первичной обмотке катушки, которая, в свою очередь, запускает катушку датчика якоря для приема и отправки сигналов напряжения от якоря. к модулю зажигания.
  • Когда зуб вращающегося реактора оказывается перед съемной катушкой, как показано на фиг., Сигнал напряжения от измерительной катушки отправляется на электронный модуль, который, в свою очередь, воспринимает сигнал и останавливает ток, протекающий от первичной катушки.
  • Когда зубец вращающегося реактора отходит от приемной катушки, сигнал изменения напряжения отправляется приемной катушкой в ​​модуль зажигания, и схема синхронизации внутри модуля зажигания включает ток.
  • Магнитное поле создается в катушке зажигания из-за этого непрерывного замыкания и размыкания цепи, которая индуцирует ЭДС во вторичной обмотке, которая увеличивает напряжение до 50000 вольт.
  • Это высокое напряжение затем отправляется на распределитель, который имеет вращающийся ротор и точки распределителя, которые устанавливаются в соответствии с моментом зажигания.
  • Когда ротор оказывается перед любой из этих точек распределителя, происходит скачок напряжения через воздушный зазор от ротора к точке распределителя, которое затем отправляется на соседний вывод свечи зажигания через кабель высокого напряжения, и разница напряжений составляет образуется между центральным электродом и заземляющим электродом, который отвечает за образование искры на кончике свечи зажигания, и, наконец, происходит сгорание.

Для лучшего объяснения посмотрите видео, приведенное ниже:

Заявка
  • Электронная система зажигания используется в современных и гиперкарах, таких как Audi A4, Mahindra XUV-500 и т. Д.и мотоциклы, такие как ktm duke 390cc, Ducati super sports и т. д., чтобы удовлетворить потребности в высокой надежности и производительности.
  • Он также используется в двигателях самолетов из-за его большей надежности и меньших затрат на техническое обслуживание

Как работает система зажигания вашего автомобиля

Система зажигания создает электрическую искру, воспламеняющую топливно-воздушную смесь в камере сгорания цилиндра. Поскольку система зажигания имеет решающее значение для правильной работы вашего автомобиля, это одна из самых важных вещей, которые необходимо проверять во время обслуживания автомобиля.В этой статье мы более подробно рассмотрим систему зажигания, в том числе различные типы систем зажигания и составляющие их части.

Ключевые части системы зажигания

В состав системы зажигания входят:

  • Аккумулятор , подающий электрический ток на катушку зажигания.
  • Катушка зажигания , которая преобразует 12 вольт от аккумуляторной батареи в тысячи вольт, необходимых для зажигания искры.
  • Распределитель , который отправляет высокое напряжение с катушки на свечи зажигания, контролируя синхронизацию, чтобы обеспечить искрение в нужное время.
  • Свечи зажигания , которые вставляются в головку цилиндров двигателя и воспламеняют топливо, когда поршень находится в верхней части такта сжатия.

Как работает система зажигания

Все начинается с катушки зажигания, которая берет относительно слабую энергию, вырабатываемую аккумулятором, и превращает ее в искру, достаточно сильную, чтобы воспламенить пары топлива.То, что мы называем катушкой, на самом деле представляет собой комбинацию двух проволочных катушек - первичной и вторичной. Первичная катушка или «обмотка» передает низкое напряжение от батареи, а вторичная катушка преобразует его в высокое напряжение перед отправкой в ​​распределитель.

Распределитель принимает электричество высокого напряжения, генерируемое катушкой зажигания, и отправляет его через ротор - вращающуюся часть, которая контактирует с каждым из проводов свечи зажигания. Провода свечей зажигания подают напряжение на подключенные к ним свечи зажигания в каждом цилиндре двигателя, воспламеняя пары топлива во время такта сгорания.Этот процесс повторяется тысячи раз в минуту, приводя в движение ваш автомобиль.

Три типа систем зажигания

Существует три различных типа систем зажигания. К ним относятся:

  • Точечная система зажигания. Традиционная система зажигания, которую мы определили выше.
  • Электронная система зажигания. Подобно системе точечного зажигания, ее отличие заключается в распределительном элементе. Вместо кулачка, пластин прерывателя, конденсатора и точек в электронной системе есть что-то, называемое якорем, катушкой датчика и электронным модулем управления.Электронные системы зажигания стали ответом на стремление к увеличению пробега и снижению выбросов в современных условиях вождения. Поскольку искра, создаваемая электронной системой зажигания, больше, чем искра точечного типа, для каждого хода требуется меньше топлива.
  • Безраспределительная система зажигания. Этот тип системы зажигания полностью избавляется от распределителя, вместо этого зажигая искру прямо от катушек к свече зажигания. Время регулируется электронно блоком управления зажиганием (ICU) и блоком управления двигателем (ECU).

Общие проблемы системы зажигания

Если установка угла опережения зажигания хоть в малейшей степени неверна, это может привести к тому, что искра воспламенится не в то время. В работающей системе искра воспламеняется во время такта сгорания двигателя, то есть сразу после того, как поршень сжал топливно-воздушную смесь и когда она возвращается вниз. Если искра загорается слишком рано, топливо слишком быстро расширится, заставляя поршень опускаться, пока он все еще движется вверх, и заставляет двигатель издавать металлический свистящий звук.Если искра загорается слишком поздно, максимальное давление в цилиндре возникает после того, как поршень движется вниз по цилиндру, что приводит к снижению мощности и увеличению выбросов. Если вы подозреваете, что с вашей системой зажигания что-то не так, как можно скорее обратитесь к механику.

Понимание систем зажигания

Системы зажигания и двигатели внутреннего сгорания развивались более 100 лет, и каждая итерация делала автомобили немного более эффективными, надежными и экологичными.В результате системы зажигания стали невероятно сложными. Если вас интересует карьера в автомобилестроении или вы хотите продолжить обучение автомеханику, вам обязательно следует начать изучение функций и механики этих систем. В современных автомобилях, среди прочего, вы найдете обычные системы зажигания с точкой прерывания, электронные системы зажигания и системы зажигания без распределителя.

Понимание системы зажигания

Основная функция автомобильной системы зажигания - регулировать синхронизацию свечи зажигания.Для оптимальной работы система зажигания должна работать рука об руку с остальной частью двигателя. Цель системы зажигания - зажечь топливо в нужное время. Если система зажигания подаст искру в неподходящий момент, двигатель будет производить меньше мощности, а это значит, что для прохождения того же расстояния потребуется больше газа.

В двигателе смесь топлива и воздуха горит внутри цилиндра, в результате чего давление внутри цилиндра увеличивается, а поршень опускается. Для выработки максимальной мощности системе зажигания необходимо будет максимально увеличить давление внутри цилиндра.В идеале система зажигания должна подавать искру до того, как поршень закончит движение. К тому времени, как поршень окажется на месте, искра подействует, и будет произведена энергия.

Распределитель

Двигатели обычно имеют более одного цилиндра. Для зажигания более чем одного цилиндра система зажигания обычно полагается на распределитель, который посылает высокое напряжение от катушки к нужному цилиндру в нужное время.